《半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)》主要內(nèi)容總體可被劃分為兩個部分，分別是晶體的結(jié)構(gòu)理論和晶體的缺陷理論。第一部分主要圍繞理想晶體（完美晶體）的主要性質(zhì)與基本概念撰寫，加深讀者對晶體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性質(zhì)的理解。第一部分?jǐn)M通過五個章節(jié)分別介紹晶體的基本概念、晶體結(jié)構(gòu)、對稱性、晶體結(jié)構(gòu)描述方法及典型半導(dǎo)體晶體的重要物理、化學(xué)特性和這些特性與晶體微觀、宏觀性質(zhì)間的聯(lián)系。第二部分則主要圍繞實際晶體中各種雜志與缺陷態(tài)對晶體性能的影響撰寫。第二部分?jǐn)M分為四章撰寫，第六至八章分別重點介紹晶體中三個維度的缺陷類型，包括點缺陷、線缺陷和面缺陷。最后，第九章介紹了多種晶體缺陷分析技術(shù)，如X射線衍射法、透射電子顯微技術(shù)、離子微探針技術(shù)等。
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2002至2004年于中科院長春光機(jī)與物理研究所做博士后研究
目錄
第1章 晶體的性質(zhì) 1
1.1 晶體和非晶體 1
1.2 晶體的基本性質(zhì) 2
1.3 晶體的類型和結(jié)合力 5
習(xí)題及思考題 11
第2章 晶體的構(gòu)造理論 13
2.1 點陣和平移群 13
2.2 14種空間點陣形式 15
2.3 晶體結(jié)構(gòu) 18
2.3.1 晶體點陣結(jié)構(gòu) 18
2.3.2 晶體結(jié)構(gòu)中的等同點系概念 22
2.3.3 晶胞的概念 22
2.3.4 理想晶體和實際晶體 23
2.4 晶體結(jié)構(gòu)的描述方法 23
2.4.1 球體密堆積原理 23
2.4.2 配位多面體 26
2.4.3 三種描述方法舉例 29
習(xí)題及思考題 29
實習(xí)A 認(rèn)識布拉菲格子 31
第3章 晶體的對稱性理論 32
3.1 對稱性概念、對稱動作和對稱要素 32
3.1.1 基本概念 32
3.1.2 對稱要素和對稱動作 32
3.1.3 對稱要素在點陣中的取向 38
3.1.4 晶體中對稱軸的軸次 39
3.1.5 5重旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)晶體 40
3.2 晶體的宏觀對稱性及32種點群 42
3.2.1 晶體宏觀對稱要素 42
3.2.2 宏觀對稱要素的組合及32種對稱類型 43
3.2.3 點群按特征對稱要素分類及點群的表示符號 46
3.3 晶體的微觀對稱性及230種空間群 48
習(xí)題及思考題 54
實驗B 認(rèn)識典型的晶胞 54
第4章 晶體的晶向和晶面 55
4.1 原子坐標(biāo) 55
4.2 晶面及晶面指數(shù) 56
4.3 晶向及晶向指數(shù) 57
4.4 倒易點陣 59
4.4.1 倒易點陣幾何 59
4.4.2 倒易點陣的矢量分析 62
4.5 晶面間距及夾角、晶向夾角及晶帶 64
4.5.1 晶面間距 64
4.5.2 晶面及晶向夾角 67
4.5.3 晶帶 68
習(xí)題及思考題 70
實習(xí)C 認(rèn)識晶體的宏觀對稱性 71
第5章 半導(dǎo)體材料及電子材料晶體結(jié)構(gòu)的特點及性質(zhì) 72
5.1 典型半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)類型 72
5.1.1 金剛石型結(jié)構(gòu) 72
5.1.2 閃鋅礦型結(jié)構(gòu) 74
5.1.3 纖鋅礦型和氯化鈉型結(jié)構(gòu) 76
5.2 半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 77
5.2.1 金剛石型和閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的一些重要參數(shù) 78
5.2.2 解理面 81
5.2.3 腐蝕特性 82
5.2.4 晶體生長性 85
5.3 電子材料中其他幾種典型晶體結(jié)構(gòu) 88
5.4 固溶體晶體結(jié)構(gòu) 92
5.4.1 替代式固溶體 92
5.4.2 間隙式固溶體 93
5.5 液晶的結(jié)構(gòu)及特征 94
5.5.1 近晶型結(jié)構(gòu) 94
5.5.2 向列型結(jié)構(gòu) 94
5.5.3 膽甾型結(jié)構(gòu) 95
5.6 納米晶體的結(jié)構(gòu)及特征 96
習(xí)題及思考題 97
實習(xí)D 認(rèn)識晶向和晶面 98
第6章 半導(dǎo)體中的點缺陷 100
6.1 點缺陷的基本概念 100
6.1.1 熱缺陷的種類 100
6.1.2 熱缺陷的統(tǒng)計計算 103
6.1.3 雜質(zhì)原子 105
6.1.4 鍺、硅晶體中的空位及組態(tài) 108
6.2 化合物半導(dǎo)體中的點缺陷 109
6.2.1 化合物點缺陷的種類 109
6.2.2 點缺陷的電離及對材料電化學(xué)性能的影響 111
6.2.3 點缺陷平衡濃度的計算 113
6.2.4 點缺陷與化學(xué)計量比偏離 116
6.2.5 外壓對點缺陷濃度的影響 117
6.3 點缺陷的締合 119
習(xí)題及思考題 122
第7章 半導(dǎo)體中的線缺陷 123
7.1 晶體滑移機(jī)構(gòu)及位錯模型的提出 123
7.1.1 臨界切應(yīng)力概念 123
7.1.2 晶體滑移機(jī)構(gòu)及位錯模型的建立 124
7.1.3 位錯的基本類型 126
7.2 伯格斯矢量 129
7.2.1 伯格斯回路與伯格斯矢量 129
7.2.2 伯格斯矢量的守恒性 133
7.2.3 一種常見的確定伯格斯矢量的方法——Frank處理方法 134
7.2.4 伯格斯矢量的一種符號表示法 134
7.3 位錯的產(chǎn)生、運動及增殖機(jī)構(gòu) 136
7.3.1 機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力產(chǎn)生位錯的分析 136
7.3.2 空位團(tuán)的崩塌產(chǎn)生位錯及位錯的攀移運動 140
7.3.3 位錯增殖機(jī)制 141
7.4 位錯的應(yīng)力場和應(yīng)變能 143
7.4.1 刃型位錯的應(yīng)力場 143
7.4.2 螺型位錯的應(yīng)力場 144
7.4.3 位錯的應(yīng)變能 145
7.5 位錯與其他缺陷間的相互作用 147
7.5.1 位錯與雜質(zhì)原子的相互作用 147
7.5.2 位錯與空位、間隙原子等點缺陷的相互作用 149
7.5.3 位錯的交割與割階 150
7.5.4 位錯間的彈性交互作用 151
7.6 鍺、硅單晶中的位錯 155
7.6.1 金剛石型晶體的幾種典型位錯 156
7.6.2 位錯對半導(dǎo)體材料的影響 160
習(xí)題及思考題 162
第8章 半導(dǎo)體中的面缺陷 164
8.1 層錯 164
8.1.1 堆垛層錯 164
8.1.2 不全位錯 165
8.1.3 擴(kuò)展位錯 168
8.1.4 金剛石型結(jié)構(gòu)的堆垛層錯以及不全位錯的原子排布特點 170
8.2 晶界 171
8.2.1 小角度晶粒間界的位錯模型 171
8.2.2 孿生晶界 173
8.2.3 鑲嵌組織、亞晶界 174
8.2.4 晶界能及雜質(zhì)吸附 175
8.3 相界 176
習(xí)題及思考題 178
第9章 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表征技術(shù) 179
9.1 晶體的極射赤面投影表示 179
9.2 晶體的定向方法 182
9.3 XRD光譜與晶體結(jié)構(gòu) 184
9.3.1 X射線的產(chǎn)生及性質(zhì) 184
9.3.2 X射線晶體衍射與布拉格方程 186
9.3.3 復(fù)雜晶體對X射線的衍射 188
9.3.4 單晶衍射技術(shù)——勞厄法 191
9.3.5 X射線粉末衍射 193
9.3.6 X射線粉末衍射譜圖分析 194
9.4 透射電子顯微鏡 196
9.4.1 透射電子顯微鏡的工作原理 196
9.4.2 電子束在像平面成像 197
9.4.3 電子束在焦平面成像 198
習(xí)題及思考題 200
參考文獻(xiàn) 201
附錄A 常見礦石的名稱、分子式與所屬晶系 202
附錄B 常見單質(zhì)的所屬晶系 206
附錄C 常見半導(dǎo)體材料的XRD標(biāo)準(zhǔn)卡 207
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